مطالعه رفتار لرزه ای قاب های مهاربندی فولادی با عملکرد گهواره ای مجهز به فیوزهای استهلاک انرژی

سیستم های باربر جانبی متداول، انرژی لرزه ای وارد بر سازه را از طریق تغییرشکل های ماندگار در اعضای اصلی سازه ای خود مستهلک می کنند. این عملکرد منجر به وقوع خرابی های سازه ای قابل ملاحظه ای در ساختمانها پس از وقوع زمین لرزه های شدید می گردد. در بسیاری از موارد تعمیر این خرابیها حتی در صورت امکان پذیر بودن، توجیه اقتصادی نخواهد داشت. سیستم های با عملکرد گهواره ای نوع جدیدی از سیستم های باربر جانبی هستند که با هدف کاهش تغییرشکل های ماندگار در سازه پس از وقوع زمین لرزه های شدید و جلوگیری از ایجاد خرابی در اعضای کلیدی سازه ای از طریق هدایت این خرابی ها به سمت اعضایی قابل تعویض، ایجاد شده اند و به سرعت در حال توسعه هستند. در یک قاب با عملکرد گهواره ای پای ستون ها در قاب باربر لرزه ای به پی متصل نمی شود و قاب قادر است آزادانه روی پی دوران کند. کابل های پستنیدهای که بالای قاب را به پی متصل می کنند، وظیفه بازگرداندن قاب دوران یافته به حالت اولیه ی خود را دارند و انرژی لرزه ای در هر دوران قاب، از طریق تغییرشکل های پلاستیک در المانهای قابل تعویض که فیوز نامیده می شوند، مستهلک می گردد. در این پژوهش رفتار لرزه ای یک قاب مهاربندی سه طبقه با عملکرد گهوارهای از طریق انجام آنالیز دینامیکی غیرخطی تاریخچه ی زمانی، تحت دو شتابنگاشت Kobe و Northridge و هر یک با سه مقیاس سطح MCE ، 2 / 1 برابر سطح MCE و 5 / 1 برابر سطح MCE ، ارزیابی شده است. نتایج پژوهش نشان می دهند که سیستم قاب مهاربندی شده با عملکرد گهواره ای عملکرد بسیار مطلوبی در استهلاک انرژی لرزه ای حتی تحت بارگذاری های سطح MCE دارد. همچنین تغییرمکان ماندگار در سازه در انتهای مسیر بارگذاری ناچیز است. تنها نگرانی در مورد این سیستم، احتمال وقوع خستگی در کابل های پستنیده در اثر افزایش شدت تحریک های تکیه گاهی است که قابلیت بازگشت به مرکز سیستم را تحت تاثیر قرار داده و پایداری سیستم را به خطر می اندازد.

Keywords:

عملکرد گهواره ای , فیوز استهلاک انرژی , کابل پس تنیده , قابلیت بازگشت به مرکز , آنالیز دینامیکی غیرخطی